基于四元数的声学SLAM技术在3D无人机定位与声源映射中的应用

《IEEE Open Journal of Signal Processing》：Quaternion-Based Acoustic SLAM for 3D Drone Localization and Source Mapping

　　

摘要：

在能见度低或受到噪音干扰的环境中（如水下、夜间或雾中），视觉数据不可靠或有限，因此精确的定位和映射非常具有挑战性。我们提出了一种方法，利用声学同时定位与映射（Acoustic Simultaneous Localization and Mapping, SLAM）技术来提升无人机的3D定位和声音映射能力。该方法结合了声源的到达角（Angle of Arrival）和到达时间差（Time Difference of Arrival）测量结果，并使用四元数（quaternions）来表示方向信息。我们模拟了一种配备三个接收站的无人机，用于绘制多个静止声源的地图，同时利用惯性测量单元（inertial measurement unit）进行无人机定位。本文展示了仅通过声学和惯性感测数据实现无人机定位和声源映射的过程。